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Cientistas criam primeiro modelo de embrião humano em laboratório

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Imagem: iStock

Louisa Wright

18/03/2021 12h11

Cientistas dos Estados Unidos e da Austrália criaram os primeiros modelos de embriões humanos em placas de Petri, afirmou um relatório da revista científica britânica Nature.

O texto aborda as descobertas de dois estudos que mostram como células-tronco embrionárias humanas ou células reprogramadas de tecidos adultos podem ser induzidas a se autoorganizar em uma placa de Petri, formando estruturas que se assemelham aos primeiros embriões humanos.

Nos primeiros estágios de desenvolvimento, embriões humanos formam uma estrutura chamada blastocisto. Agora, os pesquisadores conseguiram desenvolver, a partir de células em laboratório, estruturas semelhantes a blastocistos humanos, que por sua vez foram chamadas de "blastoides".

Trata-se do primeiro modelo de embrião humano integrado a conter tipos de células que se assemelham a todas as linhagens celulares do feto e seus tecidos de suporte, afirmou o relatório.

Os blastoides humanos podem ser uma alternativa acessível e escalonável aos blastocistos, com o potencial de ajudar a melhorar as tecnologias de reprodução assistida e o entendimento sobre os estágios iniciais de desenvolvimento, assim como prevenir aborto espontâneo e defeitos congênitos, afirmaram os estudos.

Obstáculos a pesquisas com embriões

Estudar o desenvolvimento inicial de um embrião humano pode ser complicado devido ao número limitado de amostras disponíveis e às restrições éticas e legais envolvidas.

O consenso internacional para a cultura de embriões humanos afirma que os embriões obtidos por fertilização in vitro podem ser cultivados até 14 dias após a fertilização e/ou a formação de uma linha primitiva - o que ocorrer primeiro, disse o estudo australiano.

"A aplicabilidade da 'regra dos 14 dias' a modelos in vitro de desenvolvimento inicial que não são derivados da fertilização não é clara", escreveram os autores. Isso levou a equipe a ser cautelosa e cultivar os blastoides por até cinco dias apenas.

Thomas Zwaka, professor do Departamento de Células-Tronco e Biologia do Desenvolvimento da Icahn School of Medicine em Nova York, disse que a disponibilidade de um modelo alternativo reduzirá a pressão sobre os pesquisadores para usarem embriões humanos reais em pesquisas.

"Ainda existem muitos mistérios não resolvidos nesse estágio inicial do desenvolvimento humano, que estabelece a base para quase todos os processos, órgãos e, infelizmente, doenças", disse Zwaka ao Science Media Center Germany. "É por isso que há uma necessidade urgente de um método como os blastoides que abra um pouco mais essa porta, ainda que não seja perfeito."

Como embriões são formados

Em humanos, alguns dias após a fertilização o óvulo fecundado forma uma estrutura chamada blastocisto. Essa estrutura possui uma camada celular externa chamada trofoectoderma, que circunda uma área que abriga a massa celular interna (MCI). À medida que o blastocisto se desenvolve, a MCI se divide em dois grupos de tipos de células - o epiblasto e o hipoblasto.

O blastocisto então se implanta no tecido uterino, onde eventualmente irá acontecer a gastrulação - isto é, quando as células epiblásticas abrem o caminho para o desenvolvimento de células que formarão o feto inteiro. O trofoectoderma acabará formando a maior parte da placenta, enquanto o hipoblasto ajudará a formar a vesícula vitelina, que é necessária para o suprimento inicial de sangue ao feto.

Um passo importante para a ciência

Os cientistas americanos e australianos constataram que os blastoides humanos surgiram após um período de seis a oito dias de cultura, com uma eficiência de formação de quase 20%.

Os blastoides alcançaram tamanho e formato semelhantes aos blastocistos naturais, bem como um número total parecido de células. Eles também continham uma cavidade e um agrupamento análogo à MCI.

Os pesquisadores então observaram como os blastoides se desenvolveram quando a implantação no útero foi reproduzida em laboratório. Após quatro a cinco dias de crescimento, alguns blastoides, da mesma forma que os blastocistos, aderiram à placa de cultura, com alguns mostrando sinais que lembram uma cavidade pró-amniótica e células da placenta.

Anteriormente, aponta o relatório, modelos de desenvolvimento humano inicial usavam células-tronco humanas que eram semelhantes em termos de desenvolvimento às células pós-implantação e pré-gastrulação. Mas embora eles pudessem reproduzir alguns estados de desenvolvimento humano pós-implantação, nem sempre havia linhagens associadas ao trofoectoderma, ao hipoblasto ou a ambos - todos essenciais para o desenvolvimento de um bebê.

Nicolas Revron, líder de grupo no Instituto de Biotecnologia Molecular de Viena, disse que era essencial que os blastoides fossem capazes de formar os três primeiros tipos de células do embrião: o epiblasto, o trofoblasto e o hipoblasto.

"Há evidências de que existem algumas células que se assemelham a esses três tipos de células, mas também existem muitas diferenças, e também outros tipos de células", disse Rivron ao Science Media Center Germany.

Blastoides não são blastocistos

Os estudos, porém, têm limitações. O desenvolvimento dos blastoides é ineficiente e varia dependendo das linhagens de células produzidas de diferentes doadores. Os blastoides também contêm populações de células não identificadas que não são encontradas em blastocistos humanos naturais.

O desenvolvimento dos blastoides também é limitado nas fases pós-implantação, e serão necessárias condições de cultura e experimentação para melhorar a fase pós-implantação da cultura de blastoides humanos in vitro até o equivalente a 14 dias in vivo, afirma o relatório.